埃塞俄比亚南部农林业实践对土壤健康关键指标的影响:探索土地可持续发展新路径

《BMC Ecology and Evolution》:Glomalin related soil protein, soil aggregate stability and soil aggregate-associated organic carbon under agroforestry practices in southern Ethiopia

【字体: 时间:2025年04月04日 来源:BMC Ecology and Evolution 2.3

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  为解决埃塞俄比亚土地退化问题,研究人员开展了农林业实践(AFP)对土壤球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)、土壤团聚体稳定性(MWD)及土壤团聚体与土壤有机碳(SOC)关系的研究。结果表明 HAFP 和 WlAFP 能显著提升土壤健康指标,对土地恢复意义重大。

  在埃塞俄比亚,随着人口密度不断攀升,农业模式逐渐从以树木为主的农林业转向单一栽培农业,这种转变加上气候变化的影响,使得土地退化问题日益严重。土地退化不仅破坏了生物多样性,还对土壤资源造成了极大的威胁,像球囊霉素(glomalin)、土壤团聚体以及团聚体稳定性这些关键的土壤健康指标,都受到了负面影响。为了探寻解决这些问题的方法,促进土地的可持续发展,来自埃塞俄比亚的多所大学(包括 Wolaita Sodo University、Mekelle University、Arba Minch University 等)以及西班牙 Autonoma University of Madrid 的研究人员,开展了一项关于农林业实践(AFP)对土壤球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)、土壤团聚体稳定性(MWD,Mean Weight Diameter)以及土壤团聚体与土壤有机碳(SOC,Soil Organic Carbon)关系的研究。该研究成果发表在《BMC Ecology and Evolution》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过多阶段抽样设计,从埃塞俄比亚南部不同区域选取样本;运用特定的化学方法提取和测定 GRSP;利用干筛和湿筛法来评估土壤团聚体稳定性和团聚体大小分布;采用多种标准方法测定土壤理化性质;借助统计分析软件 R 进行数据处理和分析 。

研究结果如下:

  1. 球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP):不同 AFP 类型间的 EEGRSP 和 TGRSP 浓度差异显著。HAFP 和 WlAFP 的土壤中,EEGRSP 和 TGRSP 含量最高,且在两个土壤深度层均显著高于 ClAFP 和 TSWAFP。GRSP 含量随着农业活动强度、无机肥料使用量以及土壤深度的增加而降低。
  2. 干、湿土壤团聚体:不同类型 AFP 和土壤深度层对土壤团聚体稳定性影响显著。HAFP 的干、湿平均重量直径(MWDd和 MWDw)显著高于 ClAFP。以树木为主的 AFP(HAFP 和 WlAFP)在 MWD 方面表现更优,且土壤表层(0 - 30cm)的 MWD 值大于深层土壤(30 - 60cm)。
  3. 土壤稳定团聚体粒径分布:不同 AFP 类型和土壤深度范围内,土壤稳定团聚体稳定性类别分布(SASD)差异明显。HAFP 的大团聚体(>2mm)比例最高,其次是 WlAFP,而 ClAFP 最低。在所有 AFP 类型中,表层土壤(0 - 30cm)的各类团聚体比例均高于深层土壤(30 - 60cm)。
  4. 干、湿土壤团聚体与土壤有机碳的关系:不同 AFP 类型和深度变化对与大团聚体(>0.25mm)和小团聚体(<0.25mm)相关的 SOC 有显著影响。在表层土壤(0 - 30cm),HAFP 的大团聚体相关 SOC 最高,ClAFP 最低。在所有 AFP 类型中,表层土壤的 SOC 含量均高于深层土壤。

研究结论和讨论部分表明,不同农林业实践显著改变了土壤团聚体、GRSP 和 SOC 的状况。以树木为主的 HAFP 和 WlAFP 对土壤健康的负面影响较小,能促进土壤有机碳和 GRSP 的积累,提升土壤团聚体的形成和稳定性。从生态系统可持续性角度来看,HAFP 和 WlAFP 是较为理想的农林业实践类型,有助于提高土壤的球囊霉素浓度、有机碳含量和团聚体稳定性,进而改善生态系统稳定性。这项研究为埃塞俄比亚乃至其他面临类似土地退化问题地区的土地管理和生态恢复提供了重要的科学依据和实践指导。

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